O elemento crucial para a internet

O érbio é um elemento metálico, prateado claro, pertencente ao grupo das terras raras, com símbolo Er, número atômico 68 e massa atômica aproximada de 167,3 u.  Em condições ambientes, apresenta-se no estado sólido, sendo relativamente macio, maleável e com brilho metálico, embora oxide quando exposto ao ar.

Trata-se de um elemento pouco abundante e de elevado valor comercial, cujos compostos apresentam, em geral, baixa toxicidade. Na crosta terrestre, sua abundância média é estimada em cerca de 3,5 mg·kg⁻¹.

O érbio desempenha papel estratégico em tecnologias modernas, especialmente na área de telecomunicações, onde é amplamente utilizado como dopante em fibras ópticas. Íons Er³⁺ permitem a amplificação de sinais ópticos, sendo fundamentais para a transmissão de dados em longas distâncias, o que viabiliza as conexões globais de internet. Além disso, o elemento é empregado em lasers, com destaque para aplicações médicas, como procedimentos dermatológicos e oftalmológicos.

Os sais de érbio apresentam coloração rosa característica, e o elemento exibe bandas de absorção espectral bem definidas nas regiões do ultravioleta visível e infravermelho próximo. Assim como ocorre com outros metais do grupo de terras raras, suas propriedades físico-químicas podem ser significativamente influenciadas pela presença de impurezas, mesmo em pequenas quantidades.  

O érbio de ocorrência natural consiste em uma mistura de seis isótopos estáveis — ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁷Er, ¹⁶⁸Er e ¹⁷⁰Er — além de diversos radioisótopos conhecidos, com diferentes meias-vidas.

O elemento não possui função biológica conhecida e apresenta baixa toxicidade. Em termos de abundância, é considerado um elemento relativamente raro, ocupando aproximadamente a 44ª posição entre os elementos mais abundantes na crosta terrestre.

Banda larga, lasers, óculos de segurança

Os sinais de banda larga, transmitidos por cabos de fibra óptica, são amplificados se o érbio for adicionado à fibra de vidro. Estas fibras ópticas de sílica-vidro são dopadas com érbio, e amplamente utilizadas em comunicações ópticas e transferência de dados.

Em metalurgia, a co-dopagem de fibra óptica com érbio e itérbio é utilizada em lasers de alta potência, que vêm progressivamente substituindo os lasers de CO₂ em aplicações de soldagem e corte de metais.

O érbio também é utilizado em ligas com vanádio para reduzir sua dureza e tornar o metal mais fácil de trabalhar.

Na área de saúde, o érbio é amplamente utilizado em lasers do tipo Er:YAG (granada de ítrio e alumínio dopado com érbio), usados em procedimentos dermatológicos, odontológicos e em microcirurgias, devido à sua alta precisão e baixa penetração térmica em tecidos.

O óxido de érbio (Er₂O₃) é aplicado na produção de vidros com capacidade de absorção na região do infravermelho, sendo utilizado, por exemplo, em óculos de proteção para soldadores e trabalhadores na indústria metalúrgica. Quando adicionado ao vidro, o érbio confere uma coloração rosada característica, motivo pelo qual é usado na produção de óculos de sol, pedras preciosas artificiais e materiais vítreos decorativos.

Além disso, o érbio é utilizado como agente corante em materiais cerâmicos e sintéticos, como a zircônia cúbica, conferindo tonalidades que variam do rosa ao violeta, com intensidade acentuada sob iluminação fluorescente. O óxido de érbio (Er₂O₃) também pode ser usado como pigmento de esmaltes para porcelana, contribuindo para a obtenção de cores estáveis e duráveis.

Ocorrência

Assim como os demais lantanídeos, o érbio não é encontrado na forma isolada na natureza, ocorrendo associado a outros elementos em minerais como xenotima, euxenita, monazita e bastnasita. Mais recentemente, também foi encontrado em argilas de adsorção iônica no sul da China. Nessas formações, o ítrio pode representar cerca de dois terços da composição em massa, enquanto a érbia (óxido de érbio – Er₂O₃) corresponde, em geral, a aproximadamente 4 a 5%. Parte superior do formulário

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Não existem dados específicos sobre a produção mundial de érbio, sendo usualmente reportados apenas os valores globais para as terras raras. De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos, em 2024 a produção mundial de minerais contendo terras raras foi de aproximadamente 390 mil toneladas, com China, Estados Unidos e Mianmar como principais produtores. O Brasil destaca-se pelas expressivas reservas — estimadas entre as maiores do mundo — e apresenta produção ainda limitada, da ordem de 20 toneladas anuais.

Historicamente, a separação dos elementos de terras raras foi um processo complexo e dispendioso, devido à grande semelhança de suas propriedades químicas. Entretanto, o desenvolvimento de técnicas modernas, como a troca iônica e a extração por solventes ao longo do século XX, reduziu significativamente os custos e aumentou a eficiência na obtenção e purificação do érbio e de seus compostos.

Dificuldade de obtenção e nomes invertidos

O érbio foi descoberto em 1843 pelo químico sueco Carl Gustav Mosander, a partir de estudos com compostos de ítrio. Ao investigar essas amostras, Mosander isolou duas novas frações: um composto de coloração rosada, que denominou inicialmente de térbia, e outro de coloração amarelo escuro, chamado de érbia.

O nome do elemento érbio é uma homenagem ao vilarejo de Ytterby, na Suécia, local onde foi encontrado o mineral gadolinita [(Ce, La, Nd, Y)₂FeBe₂Si₂O₁₀], fonte de diversos elementos de terras raras.  

Devido à grande semelhança entre as propriedades químicas desses elementos e à confusão inicial na nomenclatura, os termos “érbia” e “térbia” foram invertidos em 1877. Assim, o que Mosander originalmente denominou érbia passou a ser conhecido como térbia, e vice-versa. A partir dessas frações, consolidou-se posteriormente a identificação dos elementos térbio e érbio. Estudos subsequentes demonstraram que a fração denominada de “érbia” era, na realidade, uma mistura complexa de óxidos, da qual foram posteriormente isolados outros elementos, como escândio, hólmio, túlio e itérbio.

O óxido de érbio (Er₂O₃) foi obtido em forma quase pura em 1905, de maneira independente, por Georges Urbain e Charles James. Posteriormente, em 1934, Wilhelm Klemm e H. Bommer conseguiram produzir érbio metálico de alta pureza por meio da redução do cloreto anidro com vapor de potássio.

Atualmente, o érbio é obtido principalmente por técnicas de separação como troca iônica e extração por solventes, a partir de minerais como a xenotima (YPO₄) e a euxenita gadolinita [(Y,Ca,Er,La,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆], que contêm misturas de elementos de terras raras.

Referências

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Texto produzido pela jornalista Mari Menda, da Gerência de Relações Institucionais do CRQ-SP,
e revisado pela Profa. Dra. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso de Engenharia Química
da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB.